【经验总结@@@@】开关电源@@Layout的@@7个技巧@@

对于一@@个开关电源@@工程师而言@@ PCB的@@绘制其实是对一@@款产品的@@影响至关重要的@@部分@@,如果你不能很好的@@@@Layout的@@话@@,整个电源很有可能不能正常工作@@,最小问题也是稳波或@@者@@EMC过不去@@。

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这是别人家的@@成品开关电源@@模组@@,笔者会以这个电源模组的@@设计@@重点给大家讲一@@些点的@@@@。

一@@、按规走线间距@@

这个是写在协议里面的@@@@,如果你不按照这个做@@,耐压测试一@@定是过不了@@的@@@@,因为高电压@@,会直接空气击穿@@。注意保险丝之前的@@距离是比较远的@@@@,要求@@3mm以上@@,这就是为啥保险丝都会放在电路最前端的@@原因@@。

第二@@个要注意的@@是就算安规没有写@@,如果两根@@走线太近@@,正常工作也依然会击穿的@@@@,两根@@1mm间距的@@@@PCB外层耐压是@@200V 所以一@@般@@220v交流或@@者@@310V直流的@@走线距离至少@@2mm以上@@,我一@@般都是在@@2.5mm以上@@的@@@@。

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这些器件都是有安规要求@@的@@@@,说白了@@,就是两个器件有最小尺寸需求的@@@@,太小的@@器件其实是不可能过安规的@@@@,能明白吗@@?这就是所谓的@@开关电源@@@@PCB工程师实质上是带着镣铐在跳舞的@@原因@@。

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开关电源@@变压器的@@骨架@@,同样是为了符合安规所以要有严格的@@把关@@。尤其是初级@@,到次级的@@距离@@,小功率变压器是必须飞线的@@@@。

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飞线的@@长度也要被管控@@,如果飞线太短@@,耐压可能会受到影响@@,而如果飞线太长@@,会有可能对外辐射电磁信号@@,EMC过不了@@,所以需要在规格书里面详细写清楚@@,PCB绘制的@@时候@@,飞线的@@焊盘一@@定要注意@@,不能太妖孽@@。

二@@、电流走向@@

这个其实很少有真的@@被提及@@。其实原因也很简单@@:很多人不注意啊@@。

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看着两个设计@@@@,这部分@@RV1压敏电阻到后面@@x2电容@@之间@@,走线为啥故意这样走@@,而不是直接覆铜全部@@短接@@?

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注意这里保险丝之后@@,接压敏电阻@@VR1再接@@x2电容@@的@@走线@@,完全是绕了一@@个弯这是为什么@@?

理由很简单@@,不让电流在@@PCB上面有回头路可以走@@。电流只走阻抗最小的@@部分@@,如果直接覆铜@@,必经的@@元器件就有可能会被跳过@@,所以这样做不可以@@。

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同样的@@@@,这里的@@电解电容@@@@,一@@样是为了避免电流绕过必经的@@电容@@@@,直接流到负载上@@。虽然画法不同@@,但是@@实际起到的@@作用是一@@样的@@@@。

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这就是一@@个错误的@@案例@@,红色@@L火线先接了共模电感@@,再接@@的@@@@x2电容@@,共模电感到@@x2电容@@的@@这段线就会产生一@@个奇妙的@@现象@@,电流来回走@@,变成了一@@根天线@@。x2电流充电的@@时候@@,导线内部电流是正向@@,电容@@放电的@@时候@@,导线内部的@@电流是反向的@@@@,这不是天线是什么@@。

三@@、最小高压主电流回路@@

一@@个开关电源@@工程师的@@设计@@笔记日志@@,第四@@部分@@PCB设计@@

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所谓的@@最小高压主电流回路@@@@,说的@@就是最后一@@个高压滤波电容@@和变压器初级@@,与高压@@mos管之间形成的@@回路@@。这个回路由于要经过高压脉冲电信号@@,必定会产生严重电磁辐射@@,而我们能改善的@@唯一@@手段就是减小环路面积@@,这个环越小@@,天线就越小@@,辐射就越少@@。

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这就是实际布线时候的@@布局@@,大家可以参考一@@下@@,JT1是飞线@@,直接把@@310V正电压引入了变压器@@。

四@@、独立电压采样走线@@

开关电源@@的@@采样电压一@@定要和开关电源@@的@@大电流走线分开@@。要从开关电源@@输出电源的@@最末端去独立拉线采样@@,这样可以避免负载电流对采样线上形成的@@干扰@@

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采样电路在最末端@@。直接从负载输出端取电压@@,采样走线上不走大电流@@。避免了各种采样误差@@。

五@@、PCB载流能力@@

众所周知@@PCB的@@过电流能力是有限的@@@@,但是@@PCB上的@@电流究竟能过多少呢@@?

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上面这个表格可以给你一@@个详细的@@参考@@。看过表格@@,你应该知道了对于小功率开关电源@@而言@@,高压侧的@@走线完全没有必要搞的@@很粗@@,除非是为了为器件提供散热@@,否则@@1mm一@@般是足够的@@@@,最多@@2mm多数情况都能够胜任了@@。

但是@@对于低压侧@@,大电流怎么办@@?

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一@@方面是增加线宽@@,一@@方面是通过去掉部分阻焊层@@,并在钢网@@层制造窗口@@,让导线上锡水@@。导线的@@载流能力@@就会得到相应的@@增加@@。注意一@@定要在@@Paste钢网@@层开孔@@,否则@@不会真的@@上焊锡的@@@@,切记切记@@。

六@@、PCB过孔散热技巧@@

许多时候我们需要通过@@PCB线路板来散热@@,这个时候我们会打一@@些过孔@@,然后把热量传递到@@PCB的@@反面去@@。这时候有一@@个小技巧@@,那就是孔塞可以增加热传导的@@效率@@,但是@@孔塞有一@@个常见最大孔塞直径@@@@,一@@般是过孔直径@@不大于@@0.45mm、我保险一@@点一@@般都是取@@0.4mm直径@@。

七@@、放电管的@@绘制@@

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一@@般在开关电源@@的@@高压侧与低压侧之间会有一@@个放电管@@,用来释放静电@@。

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许多工程师都会最后在@@PCB Layout的@@时候手工绘制@@。而笔者的@@建议是直接做成一@@个封装@@,然后和@@PCB关联调用@@,这样不会破坏@@PCB的@@联动性@@。只是说你需要绘制两个异形封装罢了@@。还算比较容易@@。

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注意这里只需要去掉阻焊层@@,千万不要在中间绘制钢网@@层@@,因为这里是不需要上锡的@@@@,只有焊盘需要上锡@@。

结@@  语@@

这些差不多就是笔者在开关电源@@设计@@时候的@@@@,全部@@PCB绘制经验了@@。

说实话@@,开关电源@@的@@绘制一@@路被人忽悠过来@@,这里面半桶水的@@人太多了@@,很多都是玄学@@。而笔者说的@@这些都是相对来说自己认为靠谱的@@@@、验证过的@@经验@@。这也是那些开关电源@@制作大牛们的@@血泪教训@@,很多时候他们当然不希望别人知道@@,这也没有办法@@。今天笔者分享出来就是希望能有更少的@@人去走这些弯路@@,能给后人一@@些帮助@@。

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